Diferencia entre revisiones de «Fatiga superficial»

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La teoría del desgaste por fatiga superficial fue planteada por Kragelski en 1952 y ha sido desarrollada por él y sus colaboradores.
 
La teoría del desgaste por fatiga superficial fue planteada por Kragelski en 1952 y ha sido desarrollada por él y sus colaboradores.
  
De acuerdo al estado tensional - deformacional de las capas superficiales se distinguen dos tipos de [[desgaste]] por fatiga:  
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De acuerdo al estado tensional - deformacional de las capas superficiales se distinguen dos tipos de [[desgaste]] por fatiga: Desgaste por fatiga de alto número de ciclos y desgaste por fatiga de bajo número de ciclos.
 
 
* Desgaste por fatiga de alto número de ciclos.
 
 
 
* Desgaste por fatiga de bajo número de ciclos.
 
  
 
==Desgaste por fatiga de alto número de ciclos.==
 
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El número de ciclos que lleva a la producción de partículas de desgaste se conoce como "número de ciclos crítico- elástico" (nE).  
 
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La tensión friccional t f se determina según la siguiente expresión:
 
La tensión friccional t f se determina según la siguiente expresión:
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===Desgaste por fatiga de bajo número de ciclos===
 
===Desgaste por fatiga de bajo número de ciclos===
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Se presenta cuando se producen deformaciones plásticas en las asperezas en contacto. Este tipo de desgaste esta presente en la mayoría de los elementos de máquinas y se hace mas evidente durante el periodo de asentamiento.
  
Se produce cuando la unión adhesiva falla por la interfase no produciéndose prácticamente transferencia de metal y la superficie desgastada aparece pulida. Se presenta en materiales de alto grado de incompatibilidad metalúrgica (k = 10-6 ÷ 10-8).
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El número de ciclos a los cuales surge la fatiga plástica se calcula según:
 
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La deformación unitaria a tracción (Et) se obtiene de los diagramas tensión - deformación para 5 % de elongación. La deformación unitaria producto de la fricción (Ef) se calcula:
 
 
 
 
===Desgaste adhesivo superficial===
 
 
 
Es característico de pares metálicos con poca compatibilidad metalúrgica sometidos a altas velocidades de deslizamiento (aceros V = 3 - 4 m/s); grandes presiones de contacto y altas [[temperatura]]s superficiales (T = 1500 °C). Se produce durante la fricción seca en superficies contaminadas (capas de óxido) y durante la [[lubricación]] límite, en este caso son necesarios altas presiones que destruyen la película límite (carga crítica del lubricante).
 
 
 
El [[desgaste]] adhesivo superficial se caracteriza por presentar una superficie con rayas o surcos pocos profundos en dirección del movimiento (Fig.1); con los siguientes parámetros.
 
 
 
 
 
 
 
[[Archivo:Desgaste_abrasivo_fig1.gif|260px|thumb|
 
 
 
Fig.1 Modelo físico de la superficie desgastada durante el gripado.
 
 
 
 
 
 
 
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* Profundidad de la capa destruida h ? 100 µm.
 
 
 
* Tamaño de la partícula de [[desgaste]] d = 2 - 20 µm.
 
 
 
* Razón de desgaste. W'= 1 - 5 µm/h
 
 
 
* Coeficiente de [[desgaste]] k = 10-4 - 10-6
 
 
 
* Densidad de energía aparente e* = 106-103 N-m/
 
 
 
* Intensidad lineal del [[desgaste]] Ih = 10-9-10-5
 
 
 
* Tensión de rotura de la unión ? n = 103-10-2 Mpa
 
 
 
 
 
 
 
===Desgaste adhesivo profundo===
 
 
 
La ausencia de capa de óxido superficial, superficies pobremente lubricadas; la existencias de superficies no contaminadas; la igualdad de la microgeometría superficial y de composición química; la compatibilidad metalúrgica; las velocidades lentas (aceros V<1m/s); las altas presiones que superan el límite de fluencia (deformaciones plásticas) son los factores que propician el surgimiento del [[desgaste]] adhesivo profundo o atrancamiento.
 
 
 
Este [[desgaste]] se caracteriza por presentar una superficies desgastada con surcos profundos (Fig.2) con los siguientes parámetros:
 
 
 
[[Archivo:Desgaste_adhesivo_fig2.gif|261px|thumb|Fig.2 Modelo físico de la superficie del [[desgaste]] profundo.]]
 
 
 
 
 
 
 
* Profundidad de la capa destruida. h ? 500 µm.
 
 
 
* Tamaño de la partícula de [[desgaste]] d = 20 - 200 µm.
 
 
 
* Razón de [[desgaste]] W' = 5 - 15 µm/h.
 
  
* Coeficiente de [[desgaste]] k = 10-2 - 10-4.
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Ef = C f tg q
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donde C = 0.01 - 0.05; y q = 5 - 10° ángulo de inclinación de las asperezas.
  
* Densidad de energía aparente e* = 104-101 N-m/
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Los parámetros que caracterizan este tipo de desgaste son:
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Ih = 10-7 - 10-5.
  
* Intensidad lineal del [[desgaste]] Ih = 10-7 - 10-3
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e* = 106 - 104 N-m/mm3.
 
 
* Tensión de rotura de la unión ? n = 103 - 102 Mpa
 
  
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np = 10² - 104.
  
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Un tipo de desgaste por fatiga superficial muy difundido en las transmisiones dentadas (engranes); cojinetes de rodamiento; levas; etc. se conoce con el nombre de "picadura".
  
 
== Enlaces Externos ==
 
== Enlaces Externos ==
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* [http://cdigital.dgb.uanl.mx/te/1020150052/1020150052_03.pdf DESGASTE - CDIGITAL]
 
* [http://cdigital.dgb.uanl.mx/te/1020150052/1020150052_03.pdf DESGASTE - CDIGITAL]
  
 
+
* [http://www.machinerylubrication.com/sp/mecanismos-basicos_de_desgaste.asp Mecanismos Básicos de Desgaste en Sistemas Lubricados]
 
+
* [http://www.slideshare.net/cristianstiveng1/mecanismos-de-desgaste Mecanismos de Desgaste]
 
 
  
 
== Fuentes ==
 
== Fuentes ==

Revisión del 08:53 24 sep 2013

Fatiga superficial
Información sobre la plantilla
Desgaste adhesivo.gif
Concepto:El desgaste por el mecanismo de fatiga es el resultado de esfuerzos cíclicos entre las asperezas de dos superficies en contacto.

Fatiga Superficial. El desgaste por el mecanismo de fatiga es el resultado de esfuerzos cíclicos entre las asperezas de dos superficies en contacto. El coeficiente de fricción es factor determinante, ya que al estar las superficies lubricadas la adhesión es mínima, pero en sistemas con altos coeficientes de fricción, tendremos zonas de intensa deformación muy cercanas a la superficie, creando grietas superficiales y sub-superficiales.

La teoría del desgaste por fatiga superficial fue planteada por Kragelski en 1952 y ha sido desarrollada por él y sus colaboradores.

De acuerdo al estado tensional - deformacional de las capas superficiales se distinguen dos tipos de desgaste por fatiga: Desgaste por fatiga de alto número de ciclos y desgaste por fatiga de bajo número de ciclos.

Desgaste por fatiga de alto número de ciclos.

Se produce cuando las capas superficiales de los cuerpos en contacto están deformadas elásticamente.

El número de ciclos que lleva a la producción de partículas de desgaste se conoce como "número de ciclos crítico- elástico" (nE).

La tensión friccional t f se determina según la siguiente expresión:

t f = b f Pr

ß - Coeficiente que se toma igual a:

b = 2 materiales de alta elasticidad.

b = 3 materiales frágiles.

El exponente de la curva de fatiga (t) de pende del tipo de material.

La intensidad lineal del desgaste varia en el rango de

Ih = 10-13 - 10-7; la densidad de energía aparente

e* = 109 - 106 N-m/mm3; el número de ciclos para la fatiga

nk= 105 - 108.


Desgaste por fatiga de bajo número de ciclos

Se presenta cuando se producen deformaciones plásticas en las asperezas en contacto. Este tipo de desgaste esta presente en la mayoría de los elementos de máquinas y se hace mas evidente durante el periodo de asentamiento.

El número de ciclos a los cuales surge la fatiga plástica se calcula según: La deformación unitaria a tracción (Et) se obtiene de los diagramas tensión - deformación para 5 % de elongación. La deformación unitaria producto de la fricción (Ef) se calcula:

Ef = C f tg q donde C = 0.01 - 0.05; y q = 5 - 10° ángulo de inclinación de las asperezas.

Los parámetros que caracterizan este tipo de desgaste son:

Ih = 10-7 - 10-5. 
e* = 106 - 104 N-m/mm3.
np = 10² - 104.

Un tipo de desgaste por fatiga superficial muy difundido en las transmisiones dentadas (engranes); cojinetes de rodamiento; levas; etc. se conoce con el nombre de "picadura".

Enlaces Externos

Fuentes

  • Martínez, P.F. 1996. La tribología, ciencia y técnica para el mantenimiento, Limusa
  • Rabinowicz, E. 1995. Friction and Wear of Materials. Second edition. John Wiley & Sons.